JP4261714B2

JP4261714B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP4261714B2
Application number: JP37015399A
Authority: JP
Inventors: 修司森谷; 幸一奥田; 悟谷口; 将史小俣; 高広内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001185328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に搭載する定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンターに搭載する定着装置は、熱ローラー方式の定着装置が一般的であった。しかしながら、大きな熱容量を要し、電源投入から画像出力までの装置立上りに時間を要した。
【０００３】
そこで、最近では省電力化、および電源投入から画像出力までの時間短縮を実現するために、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報に記載されているようなフィルム加熱定着方式、つまり薄膜フィルム（以下、フィルムと称す）を介して被加熱体を加熱する加熱体と、この被加熱体を前記フィルムを介して前記加熱体に加圧する加圧体とを有する加熱装置を定着装置として適用することが提案されている。
【０００４】
図２５は最大通紙幅がＡ３サイズであるフィルム加熱定着方式による従来の加熱装置を示す概略構成図である。１はステーであり、加熱体６を露呈させて支持した横断面Ｕ字状の本体部７と該本体部７を対向する加圧ローラ４側へ加圧する加圧部５と、該本体部７の長手端部に冠着され、フィルムが長手方向にスライドすることを防止する端部キャップ３とから構成されている。２はステー１に外嵌させてある横断面円形の耐熱性フィルム（以下、フィルムと略称する）である。
【０００５】
図２６は上記加熱体６の途中を省略し、一部切り欠いて示した平面図である。この加熱体６は、フィルム２もしくは被加熱体としての紙等の記録材Ｐの搬送方向ａに対して直角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板１３１や、この基板１３１の表面側の短手方向中央部に基板長手に沿って形成具備させた抵抗発熱体１３２、この抵抗発熱体１３２を形成した加熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層１３４、抵抗発熱体１３２の長手両端部の給電用電極１３３・１３３とともに、基板裏面側に具備させた加熱体温度を検知するサーミスタ等の検温素子１０７等からなる全体に低熱容量の線状加熱体を基板構成体とする。この加熱体６は抵抗発熱体１３２を図２５において、剛性・耐熱性を有するステー１の下面側に下向きに露呈させて固定配設してある。
【０００６】
この加熱体６の基板１３１は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等の厚み１ｍｍ・幅１０ｍｍ・長さ３３０ｍｍのものである。また、抵抗発熱体１３２は例えは、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により、厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍの線状もしくは細帯状に塗工して形成したものである。
【０００７】
給電用電極１３３・１３３は例えばＡｇ等のスクリーン印刷パターン、オーバーコート層１３４は例えば約１０μｍ厚の耐熱体ガラス層である。
【０００８】
上記加圧ローラ４は、加熱体６との間にフィルム２を挟んで圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成し、且つフィルム２を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段として作用する。このフィルム駆動ローラ兼加圧ローラ４は芯金４ａとシリコンゴム等よりなる弾性体層４ｂと最外層の離形層４ｃよりなり、不図示の軸受け手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム２を挟ませて加熱体６の表面に圧接させて配設してある。この加圧ローラ４はモータ（不図示）による回転駆動により、この加圧ローラ４とフィルム２の外面との摩擦力で該フィルムに搬送力を付与する。
【０００９】
次に動作を説明する。
【００１０】
上記加熱体６は、抵抗発熱体１３２の長手両端部の給電用電極１３３・１３３に対する給電により該抵抗発熱体が長手全長にわたって発熱することで昇温し、その昇温が検温素子１０７で検知される。その検温素子１０７の出力をＡ／Ｄ変換しＣＰＵ１０８に取り込み、その情報をもとにトライアック１０９により抵抗発熱体１３２に通電するＡＣ電源１１０のＡＣ電圧を位相、周波数制御等により、加熱体通電電力を制御することで、加熱体６の温度制御を行う。
【００１１】
即ち、検温素子１０７の検知温度が所定の設定温度より低いと加熱体６が昇温するように、また、高い場合は加熱体６が降温するように通電を制御することで加熱体６は定着時、一定の温度に調整される。而して、加熱体６の温度が所定に立ち上がり、かつ加圧ローラ１０４の回転によるフィルム２の回転周速度が定常化した状態において、画像定着すべき記録材Ｐが加熱体６と加圧ローラ４とで形成される圧接ニップ部Ｎの間に、不図示の画像形成装置の転写部から搬送されて導入され、フィルム２と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送されることにより、加熱体６の熱がフィルム２を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着顕画像（トナー画像）Ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。そして、圧接ニップ部Ｎを通った記録録材Ｐはフィルム２の面から分離されて搬送される。この場合、記録材Ｐは中央基準で通紙される。
【００１２】
このような所謂テンションレスタイプの装置は、例えば特開平４−４４０７５号公報〜特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報〜特開平４−２０４９８４号公報等に開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図２は一般的な従来例としての加熱装置から薄膜フィルムを取り除いた時の上流側（本例において、上流側とは被加熱体が加熱装置に進入してくる側のことをさす。反対側を下流側とする。）の斜視図である。片方の端部は断面図になっている。ステー１の両横には端部キャップ３が装着されている。この端部キャップ３は、フィルム２が長手方向にスライドすることを防止したり、ステー１を加圧体に押し当てるための力の受け皿となるなどの機能を有する。図２に装着されている一般的な従来の端部キャップ３の斜視図を図３に示す。図２の状態にフィルム２を装着した時に同じ方向から見た加熱装置は図４のようになる。図４ではフィルム２と加圧ローラ４で形成される被加熱体（記録材）の進入口の長手方向に沿った広さが一定である。
【００１４】
上記のような構成の装置においては、図５に示したように被加熱体がニップＮに進入する際、該被加熱体の端部が持ち上がった状態となり、フィルム２と未定着画像Ｔがニップ進入前に擦れて画像Ｔが乱れることがあった。更に、この画像Ｔの乱れが極端な場合には濃度の低下として現れる。
【００１５】
そこで本発明は、定着ニップ部に進入する記録材の両端がフィルムに近づく方向にカールしていても、画像の乱れを抑えることができる定着装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための構成は、筒状のフィルムと、前記フィルムの内部に前記フィルムの長手方向に沿う向きに配置されている板形状のヒータと、前記フィルムの内部に配置されており前記フィルムの回転をガイドするフィルムガイドと、前記フィルムの前記長手方向の端部内周面に対向する部分及び前記フィルムの前記長手方向の端面に対向する部分を有し前記フィルムの前記長手方向へのスライドを規制する端部キャップと、前記フィルムの外周面に接触しており前記フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部で未定着トナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材に未定着トナー像を加熱定着する定着装置において、前記フィルムの外周面と、前記ヒータの前記定着ニップ部に対向する面からの延長線と、前記フィルムの外周面のうち前記定着ニップ部よりも記録材搬送方向上流側に最も膨らんだ部分の接線と、によって囲まれる面の面積が、前記フィルムの前記長手方向の中央部から両端部に向かうに連れて徐々に大きくなるように、前記フィルムが前記フィルムガイドと前記端部キャップの少なくとも一方によって前記フィルムの内周面側から押されて変形していることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
図１は本発明の斜視説明図であり、片側端部は省略して断面を示している。本形態の装置は、図２５の装置と比べてステー本体部７の形状が異なっており、その他の構成は同じであるので、同一の要素に同符番を付す等して再度の説明を省略した。
【００２９】
本発明では、上記の課題の要因であった端部におけるフィルムと未定着画像の定着前の摺擦を避けるために、フィルムと加圧体で形成される被加熱体の進入口である間口を広げている。即ち、フィルムと加圧体で形成される上流側開口部の開き具合を示す面積が長手内側方向に狭くなる部分を形成するような加熱装置の構成を考える。ここで、上流側開口部の開き具合を示す面積を具体化するために、図６に示すような面積Ｓを定義する。
【００３０】
上流部においてフィルム２の最も上流方向に突き出ているところの接線ｖとヒーター６面からの延長線ｈとフィルム外周とが囲む面積をＳとする。図６では、加圧ローラ４がフィルム２を挟んで加熱体６と形成する圧接ニップ部Ｎの長手方向の端部におけるフィルム外周を実線で示し、該ニップ長手方向の中央部におけるフィルム外周を点線で示しており、実線で示したフィルム外周と比べて点線で示したフィルム外周が上流側に突き出て、この面積Ｓが狭くなっている。
【００３１】
このように本実施形態では、面積Ｓがニップ長手内側方向に狭くなる部分を形成（図６における実線のフィルム形状から点線のフィルム形状となるように滑らかにつないだ時にできるフィルム形状を形成）するような加熱装置を、フィルムガイドとしてのステー１によるフィルム２の内側からの張り方を工夫することによって実現している。理想的なフィルム形状を有する加熱装置の一例を図１に示した。
【００３２】
図１において、斜線部分は面積Ｓを連続的に示したものとなっており、この部分の断面を模式的に示したものが図６に対応する。
【００３３】
（第１の実施例）
第１の実施例として、ステー本体部７の端部に凹み部分７ａを設けた例を図７に示す。図７のような形状のステー１にフィルム２を装着し、該フィルムが回転駆動されているときの形状（フィルム走行形状）を示した図が図８である。尚、このとき形成される凹み部分や、フィルム形状は、被加熱体（記録材）の高さに応じた微細な形状であるので、図では説明の為、誇張して示している。（以下の図でも同様である。）図８に示すように、上流側において、点線で示した従来の一般的なフィルム形状の場合よりも端部の間口が広がるために、先程定義した面積Ｓが長手内側方向に向かって狭くなる領域が現れ、被加熱材Ｐの端部が持ち上がった状態であっても該端部の未定着画像Ｔとフィルム２とが摺擦しない。特に、このフィルム形状であると、上流側のニップ部Ｎ近傍においてフィルム２外周面が、端部の持ち上がった被加熱体Ｐと略同じ形状となるので、該被加熱体Ｐ先端が、フィルム２と接し、ニップ部Ｎ内に導かれて平らにされる際に、フィルム２と被加熱体Ｐとがずれて未定着画像Ｔが乱されることが無い。従って画像の乱れや濃度の低下に対してより効果的なフィルム走行形状を得ることができ、高品質の加熱定着を行うことのできる定着装置が得られる。
【００３４】
（第２の実施例）
第２の実施例として、ステー１の両横に取り付ける端部キャップ３の形状を利用してステー１端部に突状部３ａを持たせる構成を示す。図３のような上流側と下流側のフィルム摺動面が対称の端部キャップではなく、図９に示すように、従来の端部キャップに比べて下流側に突状部３ａを持った形状の端部キャップ３を図２のステー本体部７に装着する。その時の加熱装置からフィルム２を取り除いた時の図が図１０、図１１である。
1167203670031_0
は上流側から、
1167203670031_1
は下流側からみた斜視図である。更に、図１０、図１１の状態にフィルム２を装着させた時の加熱装置を示したものが図１２、図１３である。図１２の点線部分は、図４に示した従来の一般的な加熱装置の上流側のフィルム形状を示す。
【００３５】
本実施例では、フィルム２が下流側の端部キャップ３の突状部３ａに張られて上流側端部で間口が広がり、フィルム２の上流側全体を見ると、フィルム２と加圧ローラ４で形成される開口部の開き具合を示す面積Ｓが長手内側方向に小さくなる部分が端部に存在するようになった。又、これと同時にさらに実施例１に示したようなステー本体部７の上流側端部に凹み部分７ａを設けると本発明の効果は非常に大きくなる。
【００３６】
（第３の実施例）
第１の実施例に加えてステー１中央部にも凹み部分を設け、更に第２の実施例で示したステー１下流側端部の突状部３ａを付け加え、更にフィルム走行形状が上流側中央部でステー１中央部に沿うようにするためにコ字状板金５中央部にも突状部５ａを設けた時の上流側の様子を表わしたものが図１４である。この時の下流側の図は図１５である。ステー１下流側中央部にも突状部５ｂがあり、この突状部５ｂはコ字状板金５***部の突状部５ａとともにステー１上流側中央部の凹み部分に沿うようなフィルム形状を形作ることを目的としている。図１４、図１５の構成のステー１にフィルム２を装着した時の図は、それぞれ図１６、図１７である。ステー１中央部でこのような構成をとっても、発明の効果は実施例１と同様の効果が得られる。更に、被加熱体Ｐ加熱時の環境によって生じることがある被加熱体Ｐのシワがでにくくなる。
【００３７】
（第４の実施例）
第４の実施例として、図１８に示すように、端部キャップ３ではなく、他の部材を下流側ステー本体部７のリブ７ｂとリブ７ｂの間に嵌めて、ステー１と端部キャップ３とこの部材を一体化させて突状部８を形成している。該突状部８により、フィルム２を張ってフィルム２と加圧ローラ４で形成される上流側開口部を広げるようにしている。図１８は下流側の斜視図である。なお、本形態の突状部８は、第２，第３の実施例よりも上方でニップ長手内側に形成している。
【００３８】
（第５の実施例）
第２，第３の実施例では、端部キャップ３が下流側方向に突状部３ａを持つような形状であったが、このほかにも端部キャップ３の形状を図１９で示すように、突状部３ｂを上流側と下流側の中間、即ちステー１上方部に位置させた形状にする事である程度効果のあるフィルム形状を形成することができる。この場合、実施例４よりも効果は大きい。この時のフィルム２を除いた装置斜視図が図２０である。
【００３９】
（第６の実施例）
第２，第３の実施例では、端部キャップ３が下流側に突状部３ａを持つような形状であったが、本実施例ではステー１上流側端部に突状部３ｂを形成すべく、図２１で示したような端部キャップ形状にする。これにより、これまでの実施例と同様のフィルム形状を得ることができる。この時のフィルムを除いた加熱装置の斜視図が図２２である。
【００４０】
以上の各実施例の効果を表１に示した。表１は標準的な従来の加熱装置（面積Ｓがニップ長手内側方向で変わらないもの）から得られたサンプルを基準として、各実施例の加熱装置から得られたサンプルとを比較し、画像の乱れなどを評価したものである。
【００４１】
【表１】

【００４２】
（その他の実施例）
第２，第３，第５，第６の実施例では、端部キャップ３に突状部３ａ，３ｂ，３ｃを設けた例を示したが、これに限らず図３のように突状部のない端部キャップ３を用い、ステー本体部７の長手端部の下流側や、上方部、上流側に突状部５ａ，５ｂを設けた場合でも前記実施例と同様のフィルム形状が得られ、未定着画像の乱れや濃度低下を防止することができる。
【００４３】
特に、本実施例によれば、ステー本体部７の形状のみで、前記効果が得られる。
【００４４】
なお、突状部を端部キャップ３で形成する装置では、加熱装置組み立て時におけるフィルム２の装着が容易である。
【００４５】
上記の実施例では、凹部や突状部、ニップ長手内側方向に狭くなる部分等を明確に示す為に、ステー１を角張った形状で示したが、実際にはフィルム２との摺動面を滑らかな曲面で構成するのが良い。例えば、図７の装置であれば図２２のようにステー１の断面形状を略円形とする。
【００４６】
また、本発明はテンションレスのフィルム加熱方式に限らず、図２３に示すようにフィルムを複数部材間に捲回張設した装置に適用してもよい。
【００４７】
同図において、１１は駆動ローラ、１２はテンションローラであり、ステー１に保持されたヒーター６と、該駆動ローラ１１と、テンションローラ１２とにフィルム２が捲回張設されている。
【００４８】
本例装置では、フィルム２が駆動ローラ１１に回転駆動され、加圧ローラ４がこれに従動回転する構成であり、このフィルムの駆動によってニップ部Ｎに導入された被加熱体Ｐを搬送している。
【００４９】
本例では、ステー本体部７の上流側に凹部７ｂを設けてニップ長手内側方向に開口部が狭くなる部分を形成しており、これにより前記実施例と同様に未定着画像の乱れや濃度低下を防止することができる。
【００５０】
（画像形成装置例）
図２４は、本発明の画像形成装置の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターである。
【００５１】
２１は第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され、その回転過程で一次帯電器２２によりマイナスの所定の暗電位Ｖ_D に一様に帯電処理される。
【００５２】
２３はレーザービームスキャナであり、不図示の画像読取装置・ワードプロセッサ・コンピュータ等のホスト装置から入力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザービームＬを出力し、前記の回転感光ドラム２１の一様帯電処理面を走査露光する。
【００５３】
このレーザービーム走査露光により、回転感光ドラム２１の一様帯電処理面の露光部分は電位絶対値が小さくなって明電位Ｖ_L となり、回転感光ドラム２１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。次いでその潜像は現像器２４によりマイナスに帯電した粉体トナーで反転現像（感光ドラム面のレーザー露光明電位Ｖ_L部にトナーが付着）されてトナー画像として顕像化される。
【００５４】
一方、不図示の給紙トレイ上から給紙された記録材Ｐは、転写バイアスを印加した転写部材としての転写ローラ２５と感光ドラム２１との圧接ニップ部へ感光ドラム２１の回転と同期どりされた適切なタイミングをもって給送され、該記録材Ｐの面に感光ドラム２１面側のトナー画像が順次に転写されていく。
【００５５】
そして、これらの各要素２１，２２，２３，２４，２５等で構成された像形成手段により未定着トナー画像が形成された記録材（被加熱体）Ｐは、回転感光ドラム２１面から分離され、前記実施形態に示した定着装置（像加熱手段）Ｒに導入されてトナー画像の定着処理を受け、画像形成物（プリント）として機外へ排紙される。
【００５６】
なお、記録材分離後の回転感光ドラム２１面はクリーニング装置２６で転写残りトナー等の感光ドラム面残留物の除去を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。
【００５７】
以上のように、間口がニップ長手中央部で狭く、端部で広くした定着装置を備えたことにより、未定着画像の乱れや濃度の低下を防止し、高品質の画像形成を行うことの可能な画像形成装置が得られる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、定着ニップ部に進入する記録材の両端がフィルムに近づく方向にカールしていても、画像の乱れを抑えることができる定着装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】理想的なフィルム形状を有する加熱装置の一例の斜視図。
【図２】従来の一般的な加熱装置からフィルムを取った時の斜視図。
【図３】従来の一般的な加熱装置の端部キャップの斜視図。
【図４】従来の一般的な加熱装置の斜視図。
【図５】画像の乱れるようすを示した図。
【図６】面積Ｓを定義するための加熱装置の断面図。
【図７】ステー端部に凹み部分を有する加熱装置からフィルムを取った時の斜視図。
【図８】ステー両端部に凹み部分を有する加熱装置の斜視図。
【図９】下流側に突状部を持つ端部キャップの斜視図。
【図１０】ステー両端部に突状部を有する加熱装置からフィルムをはずした時の上流側の斜視図。
【図１１】ステー両端部に突状部を有する加熱装置からフィルムをはずした時の下流側の斜視図。
【図１２】ステー両端部に突状部を有する加熱装置の上流側の斜視図。
【図１３】ステー両端部に突状部を有する加熱装置の下流側の斜視図。
【図１４】ステーの端部と中央部に凹み部分を有する加熱装置からフィルムを取った時の斜視図。
【図１５】ステーの端部と中央部に突状部を有する加熱装置からフィルムを取った時の斜視図。
【図１６】ステーの端部と中央部に突状部を有する加熱装置の斜視図。
【図１７】ステーの端部と中央部に突状部を有する加熱装置の斜視図。
【図１８】部材によりフィルムガイド端部に突状部を有する加熱装置からフィルムを取った時の斜視図。
【図１９】上方に突状部を有する端部キャップの斜視図。
【図２０】上方に突状部を有する端部キャップを装着した加熱装置からフィルムを取った時の斜視図。
【図２１】上流側に突状部を有する端部キャップの斜視図。
【図２２】ステー端部上方に突状部を有する加熱装置からフィルムを取った時の図。
【図２３】加熱装置のその他の構成を示す概略構成図。
【図２４】画像形成装置の構成を示す概略構成図。
【図２５】従来の加熱装置を示す概略構成図。
【図２６】加熱体の一部を切り欠いて示した平面図。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as copiers and printers.
[0002]
[Prior art]
As a fixing device mounted on a copying machine or a printer, a heat roller type fixing device is generally used. However, a large heat capacity is required, and it takes time to start up the apparatus from power-on to image output.
[0003]
Therefore, recently, in order to realize power saving and shortening the time from power-on to image output, film heating as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-313182 and 2-157878 A heating apparatus having a fixing system, that is, a heating body that heats a heated body via a thin film (hereinafter referred to as a film), and a pressure body that pressurizes the heated body against the heated body via the film the have been proposed to apply the Fixing device.
[0004]
FIG. 25 is a schematic configuration diagram showing a conventional heating apparatus according to a film heating and fixing method having a maximum sheet passing width of A3 size. Reference numeral 1 denotes a stay, which has a U-shaped main body portion 7 that supports the heating body 6 by exposing it, a pressurizing portion 5 that presses the main body portion 7 toward the opposing pressure roller 4, and the main body portion 7. And an end cap 3 that prevents the film from sliding in the longitudinal direction. Reference numeral 2 denotes a heat-resistant film (hereinafter abbreviated as a film) having a circular cross section that is externally fitted to the stay 1.
[0005]
FIG. 26 is a plan view in which the middle of the heating body 6 is omitted and is partially cut away. This heating body 6 is a long and thin heat-resistant / insulating / good thermal conductive substrate 131 having a direction perpendicular to the conveying direction a of the recording material P such as the film 2 or paper to be heated, A resistance heating element 132 formed along the length of the substrate at the center in the lateral direction on the surface side of the substrate 131, a heat-resistant overcoat layer 134 protecting the heating element surface on which the resistance heating element 132 is formed, a resistance A linear heating element having a low heat capacity is formed on the entire substrate, which includes the

power supply electrodes

133 and 133 at both longitudinal ends of the heating element 132 and the temperature measuring element 107 such as a thermistor for detecting the temperature of the heating element provided on the back side of the substrate. Let it be the body. The heating element 6 is fixedly disposed by exposing the resistance heating element 132 downward in FIG. 25 to the lower surface side of the stay 1 having rigidity and heat resistance.
[0006]
The substrate 131 of the heating body 6 is made of, for example, alumina, aluminum nitride or the like having a thickness of 1 mm, a width of 10 mm, and a length of 330 mm. In addition, the resistance heating element 132 is formed into a linear or narrow strip shape having a thickness of about 10 μm and a width of 1 to 3 mm by screen printing or the like using an electrical resistance material such as Ag / Pd (silver palladium), RuO ₂ , or Ta ₂ N. It is formed by coating.
[0007]
The

power supply electrodes

133 and 133 are, for example, a screen printing pattern such as Ag, and the overcoat layer 134 is, for example, a heat-resistant glass layer having a thickness of about 10 μm.
[0008]
The pressure roller 4 forms a pressure nip portion (fixing nip portion) N with the film 2 sandwiched between the heating body 6 and acts as a film outer surface contact driving means for rotating the film 2. The film driving roller / pressure roller 4 comprises a cored bar 4a, an elastic layer 4b made of silicon rubber and the like, and an outermost release layer 4c, and has a predetermined pressing force by a bearing means / biasing means (not shown). 2 is placed in pressure contact with the surface of the heating element 6. The pressure roller 4 is rotationally driven by a motor (not shown) to apply a conveying force to the film by a frictional force between the pressure roller 4 and the outer surface of the film 2.
[0009]
Next, the operation will be described.
[0010]
The heating element 6 is heated when the resistance heating element generates heat over the entire length by feeding power to the

feeding electrodes

133 and 133 at both longitudinal ends of the resistance heating element 132, and the temperature rise is detected by the temperature measuring element 107. The The output of the temperature measuring element 107 is A / D converted and taken into the CPU 108. Based on the information, the AC voltage of the AC power source 110 energized to the resistance heating element 132 by the triac 109 is controlled by the phase and frequency control, etc. By controlling the above, the temperature of the heating body 6 is controlled.
[0011]
That is, the heating body 6 is fixed by controlling the energization so that the heating body 6 is heated when the temperature detected by the temperature measuring element 107 is lower than a predetermined set temperature, and when it is higher, the heating body 6 is cooled. When adjusted to a certain temperature. Thus, in a state where the temperature of the heating body 6 rises to a predetermined level and the rotational peripheral speed of the film 2 is stabilized by the rotation of the pressure roller 104, the recording material P to be image-fixed is the heating body 6 and the pressure roller. 4 is conveyed and introduced from a transfer portion of an image forming apparatus (not shown) between the pressure nip portions N formed by 4, and the pressure nip portion N is nipped and conveyed together with the film 2, whereby the heating element 6 Is applied to the recording material P through the film 2, and the unfixed visible image (toner image) T on the recording material P is heated and fixed on the surface of the recording material P. Then, the recording material P passing through the press nip N is separated from the surface of the film 2 and conveyed. In this case, the recording material P is passed with a central reference.
[0012]
Such so-called tensionless type devices are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-44075 to 4-44083, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-204980 to 4-204984, and the like.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 2 shows an upstream side when a thin film is removed from a heating apparatus as a general conventional example (in this example, the upstream side refers to the side on which the object to be heated enters the heating apparatus. The opposite side. Is the downstream side.) One end is a cross-sectional view . On both side of the

scan

tape

1

end cap

3 is mounted. The end cap 3 has functions such as preventing the film 2 from sliding in the longitudinal direction, and serving as a force receiving tray for pressing the stay 1 against the pressure member. A perspective view of a typical conventional end cap 3 mounted in FIG. 2 is shown in FIG. The heating device viewed from the same direction when the film 2 is mounted in the state of FIG. 2 is as shown in FIG. In FIG. 4, the area along the longitudinal direction of the entrance of the heated body (recording material) formed by the film 2 and the pressure roller 4 is constant.
[0014]
In the apparatus of the above configuration, when the object to be heated, as shown in FIG. 5 enters the nip N, a state in which an end of the heated body is raised, and the film 2 the unfixed image T nip The image T may be disturbed by rubbing before entering. Further, when the disturbance of the image T is extreme, it appears as a decrease in density.
[0015]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device capable of suppressing image disturbance even when both ends of a recording material entering a fixing nip are curled in a direction approaching a film .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The configuration for achieving the above object is a cylindrical film, a plate-shaped heater disposed in the film along the longitudinal direction of the film, and the film heater disposed in the film. A film guide for guiding the rotation of the film, a portion facing the inner peripheral surface of the longitudinal end portion of the film, and a portion facing the end surface of the longitudinal direction of the film, and sliding the film in the longitudinal direction And a pressure roller that is in contact with the outer peripheral surface of the film and forms a fixing nip portion together with the heater via the film, and an unfixed toner image at the fixing nip portion. In a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image on a recording material while sandwiching and conveying the recording material carrying the toner, the outer peripheral surface of the film and the fixing of the heater The area of the surface surrounded by the extended line from the surface facing the nip portion and the tangent of the portion of the outer peripheral surface of the film that swells most upstream of the fixing nip portion in the recording material conveyance direction is The film is deformed by being pushed from the inner peripheral surface side of the film by at least one of the film guide and the end cap so that the film gradually increases from the center in the longitudinal direction toward both ends. It is characterized by that.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is a perspective explanatory view of the present invention, in which one side end portion is omitted and a cross section is shown. The apparatus of this embodiment is different in the shape of the stay main body 7 from the apparatus of FIG. 25 and the other configurations are the same. Therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. did.
[0029]
In the present invention, in order to avoid rubbing before fixing the film and the unfixed image at the edge, which was the cause of the above-described problem, a front opening that is an entrance of a heated object formed by the film and the pressure body is provided. It is spreading. That is, consider a configuration of a heating apparatus in which an area indicating the degree of opening of an upstream opening formed by a film and a pressure body is formed to be narrowed in the longitudinal inner direction. Here, in order to embody the area indicating the degree of opening of the upstream opening, an area S as shown in FIG. 6 is defined.
[0030]
Let S be the area surrounded by the tangent line v projecting in the most upstream direction of the film 2 in the upstream portion, the extension line h from the heater 6 surface, and the film outer periphery. In FIG. 6, the outer periphery of the film at the longitudinal end of the press nip N formed by the pressure roller 4 sandwiching the film 2 and the heating body 6 is indicated by a solid line, and the outer periphery of the film at the center in the longitudinal direction of the nip is indicated by a dotted line. Compared with the film periphery shown by the solid line, the film periphery shown by the dotted line protrudes upstream, and the area S is narrowed.
[0031]
Thus, in the present embodiment, a portion where the area S becomes narrower in the nip longitudinal inner direction is formed (a film shape formed when smoothly connecting from a solid line film shape to a dotted line film shape in FIG. 6). Such a heating device is realized by devising how to stretch from the inside of the film 2 by the stay 1 as a film guide. An example of a heating device having an ideal film shape is shown in FIG.
[0032]
In FIG. 1, the hatched portion indicates the area S continuously, and a schematic cross section of this portion corresponds to FIG. 6.
[0033]
(First embodiment)
As a first embodiment, an example in which a recessed portion 7a is provided at an end of the stay main body 7 is shown in FIG. FIG. 8 shows a shape (film running shape) when the film 2 is mounted on the

stay

1 having the shape as shown in FIG. 7 and the film is rotationally driven. In addition, since the recessed part and film shape which are formed at this time are fine shapes according to the height of a to-be-heated body (recording material) , in the figure, it has exaggerated for description. (This is the same in the following figures. ) As shown in FIG. 8, since the front edge of the end portion is wider on the upstream side than in the case of the conventional general film shape shown by the dotted line, the area S defined above is used. A region that becomes narrower toward the inner side in the longitudinal direction appears, and the unfixed image T at the end and the film 2 do not rub against each other even when the end of the heated material P is lifted. In particular, if it is the film shape, the film second outer peripheral surface at the nip portion N vicinity of the upstream side, since substantially the same shape as the body to be heated P which raised the end, the heated body P tip, the film 2 The film 2 and the heated object P are not displaced and the unfixed image T is not disturbed when being guided into the nip portion N and flattened. Therefore, it is possible to obtain a film running shape that is more effective against image disturbance and density reduction, and to obtain a fixing device that can perform high-quality heat fixing.
[0034]
(Second embodiment)
As a second embodiment, a configuration in which a protruding portion 3a is provided at the end of the stay 1 using the shape of the end cap 3 attached to both sides of the stay 1 is shown. As shown in FIG. 9, the upstream and downstream film sliding surfaces are not symmetrical end caps as shown in FIG. 3 , but have a protruding portion 3a on the downstream side as shown in FIG. The end cap 3 is attached to the stay main body 7 of FIG. FIGS. 10 and 11 are views when the film 2 is removed from the heating device at that time.
1167203670031_0
From the upstream side,
1167203670031_1
FIG. 3 is a perspective view seen from the downstream side. Furthermore, FIG. 12 and FIG. 13 show the heating device when the film 2 is mounted in the state of FIG. 10 and FIG. The dotted line part of FIG. 12 shows the film shape of the upstream of the conventional general heating apparatus shown in FIG.
[0035]
In this embodiment, spread frontage at the upstream end the film 2 is stretched protrusion 3a of the end cap 3 on the downstream side, looking at the upstream side across the film 2, the film 2 and a pressure low La The part which the area S which shows the opening degree of the opening part formed by 4 becomes small in a longitudinal inside direction came to exist in an edge part. At the same time, if the recessed portion 7a is further provided at the upstream end of the stay main body 7 as shown in the first embodiment, the effect of the present invention becomes very large.
[0036]
(Third embodiment)
The recessed portion is provided in 1 central stay in addition to the first embodiment, further added the projecting portion 3a of the stay 1 downstream end shown in the second embodiment, further film running shape upstream side central FIG. 14 shows the state of the upstream side when the protruding portion 5a is also provided in the central portion of the U-shaped sheet metal 5 so as to be along the central portion of the stay 1 at the portion. FIG. 15 is a downstream view at this time. There is also a protruding portion 5b in the central portion on the downstream side of the stay 1 , and this protruding portion 5b is formed in a film shape along the protruding portion 5a in the central portion on the U-shaped sheet metal 5 along the recessed portion in the central portion on the upstream side of the stay 1. The purpose is to shape. FIGS. 16 and 17 are views when the film 2 is mounted on the stay 1 configured as shown in FIGS. Even if such a configuration is adopted in the central portion of the stay 1 , the effect of the invention is the same as that of the first embodiment. Moreover, hardly out wrinkles of the heated body P which may be caused by the environment at the time of the body to be heated P heating.
[0037]
(Fourth embodiment)
As a fourth embodiment, as shown in FIG. 18, instead of the end cap 3, another member is fitted between the rib 7 b and the rib 7 b of the downstream stay main body 7, so that the stay 1 and the end cap 3 are fitted. These members are integrated to form the protruding portion 8. The protrusion 8 stretches the film 2 to widen the upstream opening formed by the film 2 and the pressure roller 4. FIG. 18 is a perspective view of the downstream side. Note that the protruding portion 8 of this embodiment is formed above the second and third embodiments and inside the nip length.
[0038]
(Fifth embodiment)
In the second and third embodiments, the end cap 3 has such a shape as to have the protruding portion 3a in the downstream direction, but other shapes of the end cap 3 are shown in FIG. A film shape that is effective to some extent can be formed by forming the protruding portion 3b in the middle between the upstream side and the downstream side, that is, the upper portion of the stay 1 . In this case, the effect is greater than that of the fourth embodiment. FIG. 20 is a perspective view of the apparatus excluding the film 2 at this time.
[0039]
(Sixth embodiment)
In the second and third embodiments, the end cap 3 has a shape having the protruding portion 3a on the downstream side . However, in this embodiment, the protruding portion 3b is formed on the upstream end portion of the stay 1 . Therefore, the end cap shape as shown in FIG. 21 is used. Thereby, the film shape similar to the previous Example can be obtained. FIG. 22 is a perspective view of the heating device excluding the film at this time.
[0040]
The effects of the above examples are shown in Table 1. Table 1 compares the samples obtained from the heating devices of each Example with reference to the samples obtained from a standard conventional heating device (where the area S does not change in the nip longitudinal direction). This is an evaluation of disturbances.
[0041]
[Table 1]

[0042]
(Other examples)
In the second, third, fifth, and sixth embodiments, the end cap 3 is provided with the

protrusions

3a, 3b, and 3c . However, the present invention is not limited to this, and the protrusions as shown in FIG. A film shape similar to that of the above embodiment can be obtained even when the end cap 3 having no protrusion is used and the protruding portions 5a and 5b are provided on the downstream side, the upper portion, and the upstream side of the longitudinal end portion of the stay main body portion 7. Further, it is possible to prevent the unfixed image from being disturbed and the density from being lowered.
[0043]
In particular, according to the present embodiment, the above-described effect can be obtained only with the shape of the stay main body 7.
[0044]
In addition, in the apparatus which forms a protruding part with the end part cap 3 , mounting | wearing of the film 2 at the time of a heating apparatus assembly is easy.
[0045]
In the above embodiment, the stay 1 is shown in an angular shape in order to clearly show the concave portion, the protruding portion, the portion narrowed in the nip longitudinal inner side direction, etc., but actually the sliding surface with the film 2 is shown. It should be composed of a smooth curved surface. For example, a substantially circular cross-sectional shape of the stay 1 as shown in FIG. 22 if apparatus of FIG.
[0046]
Further, the present invention is not limited to the tensionless film heating method, and may be applied to an apparatus in which a film is wound and stretched between a plurality of members as shown in FIG.
[0047]
In the figure, reference numeral 11 denotes a driving roller, and reference numeral 12 denotes a tension roller. The film 2 is wound around the heater 6 held by the stay 1, the driving roller 11, and the tension roller 12.
[0048]
In this example apparatus, the film 2 is rotationally driven by the driving roller 11 and the pressure roller 4 is driven to rotate. The heated object P conveyed to the nip portion N is conveyed by driving the film. Yes.
[0049]
In this example, a concave portion 7b is provided on the upstream side of the stay main body portion 7 to form a portion where the opening becomes narrower in the inner side of the nip longitudinal direction. Can be prevented.
[0050]
(Example of image forming apparatus)
FIG. 24 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus of this example is a laser beam printer using an electrophotographic process.
[0051]
Reference numeral 21 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as a first image carrier, which is rotationally driven at a predetermined peripheral speed (process speed) in the clockwise direction indicated by an arrow. It is uniformly charged to a predetermined negative dark potential V _D by a primary charger 22 in the process.
[0052]
A laser beam scanner 23 outputs a laser beam L modulated in accordance with a time-series electric digital image signal of target image information inputted from a host device such as an image reading device, a word processor, or a computer (not shown). The uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 21 is scanned and exposed.
[0053]
By this laser beam scanning exposure, the exposed portion of the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 21 has a small absolute potential and becomes a bright potential _VL , and the surface of the rotating photosensitive drum 21 has an electrostatic latent corresponding to the target image information. An image is formed . Next Ide the latent image is reverse-developed with powder toner charged negatively by a developing device 24 (the toner is adhered to the laser exposure bright potential V _L of the photosensitive drum surface) is visualized as a toner image.
[0054]
On the other hand, the recording material P fed from a sheet feeding tray (not shown) is synchronized with the rotation of the photosensitive drum 21 to the pressure nip portion between the transfer roller 25 and the photosensitive drum 21 as a transfer member to which a transfer bias is applied. Then, the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 is sequentially transferred onto the surface of the recording material P.
[0055]
The recording material (heated body) P on which the unfixed toner image is formed by the image forming means constituted by these

elements

21, 22, 23, 24, 25, etc. is separated from the surface of the rotary photosensitive drum 21. The toner image is introduced into the fixing device (image heating means) R shown in the above embodiment, undergoes a toner image fixing process, and is discharged out of the apparatus as an image formed product (print).
[0056]
The surface of the rotating photosensitive drum 21 after separation of the recording material is cleaned by the cleaning device 26 after removal of the photosensitive drum surface residue such as transfer residual toner, and is repeatedly used for image formation.
[0057]
As described above, by providing a fixing device with a narrow opening at the center of the nip and wide at the end, it is possible to prevent disturbance of unfixed images and decrease in density, and to perform high-quality image formation. An image forming apparatus can be obtained.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, both ends of the recording material enters the fixing nip portion is also curled in a direction toward the film, it can be realized to provide a fixing device capable of suppressing disturbance of the image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an example of a heating device having an ideal film shape.
FIG. 2 is a perspective view when a film is taken from a conventional general heating device.
FIG. 3 is a perspective view of an end cap of a conventional general heating device.
FIG. 4 is a perspective view of a conventional general heating device.
FIG. 5 is a diagram showing how the image is disturbed.
6 is a cross-sectional view of a heating device for defining an area S. FIG.
FIG. 7 is a perspective view when a film is taken from a heating device having a recessed portion at an end of a stay .
FIG. 8 is a perspective view of a heating device having recessed portions at both ends of the stay .
FIG. 9 is a perspective view of an end cap having a protruding portion on the downstream side.
FIG. 10 is a perspective view of the upstream side when the film is removed from the heating device having protrusions at both ends of the stay .
FIG. 11 is a perspective view of the downstream side when the film is removed from the heating device having protrusions at both ends of the stay .
FIG. 12 is a perspective view of the upstream side of the heating device having protrusions at both ends of the stay .
FIG. 13 is a perspective view of the downstream side of the heating device having protrusions at both ends of the stay .
FIG. 14 is a perspective view when a film is taken from a heating device having a recessed portion at the end and center of the stay .
FIG. 15 is a perspective view when a film is taken from a heating device having protrusions at the end and center of the stay .
FIG. 16 is a perspective view of a heating device having protrusions at the end and center of the stay.
FIG. 17 is a perspective view of a heating device having protrusions at the end and center of the stay.
FIG. 18 is a perspective view when a film is taken from a heating device having a projecting portion at the end of a film guide by a member.
FIG. 19 is a perspective view of an end cap having a protruding portion on the upper side.
FIG. 20 is a perspective view of a film taken from a heating device equipped with an end cap having a protruding portion on the upper side.
FIG. 21 is a perspective view of an end cap having a protrusion on the upstream side.
FIG. 22 is a view when a film is taken from a heating device having a protruding portion above the stay end.
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing another configuration of the heating device.
FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an image forming apparatus.
FIG. 25 is a schematic configuration diagram showing a conventional heating device .
FIG. 26 is a plan view in which a part of the heating body is cut away.

Claims

筒状のフィルムと、前記フィルムの内部に前記フィルムの長手方向に沿う向きに配置されている板形状のヒータと、前記フィルムの内部に配置されており前記フィルムの回転をガイドするフィルムガイドと、前記フィルムの前記長手方向の端部内周面に対向する部分及び前記フィルムの前記長手方向の端面に対向する部分を有し前記フィルムの前記長手方向へのスライドを規制する端部キャップと、前記フィルムの外周面に接触しており前記フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部で未定着トナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材に未定着トナー像を加熱定着する定着装置において、
前記フィルムの外周面と、前記ヒータの前記定着ニップ部に対向する面からの延長線と、前記フィルムの外周面のうち前記定着ニップ部よりも記録材搬送方向上流側に最も膨らんだ部分の接線と、によって囲まれる面の面積が、前記フィルムの前記長手方向の中央部から両端部に向かうに連れて徐々に大きくなるように、前記フィルムが前記フィルムガイドと前記端部キャップの少なくとも一方によって前記フィルムの内周面側から押されて変形していることを特徴とする定着装置。 A cylindrical film, a plate-shaped heater disposed in the film along the longitudinal direction of the film, a film guide disposed in the film and guiding the rotation of the film, An end cap for restricting sliding of the film in the longitudinal direction, having a portion facing the inner peripheral surface of the longitudinal end of the film and a portion facing the end surface of the longitudinal direction of the film; of a pressure roller via the film is in contact with the outer peripheral surface to form a fixing nip portion together with the heater, and while nipping and conveying the recording material bearing the unfixed toner image in the fixing nip portion In a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image on a recording material ,
The outer peripheral surface of the film, an extended line from the surface of the heater facing the fixing nip portion, and the tangent of the portion of the outer peripheral surface of the film that swells most upstream in the recording material conveyance direction from the fixing nip portion And the film is increased by at least one of the film guide and the end cap so that the area of the surface surrounded by the film gradually increases from the longitudinal center of the film toward both ends. A fixing device, wherein the fixing device is deformed by being pushed from an inner peripheral surface side of the film .